电子技术实验的目的、任务和要求.ppt

十一、计算机辅助分析PSPICE软件介绍1CAA、CAD与EDACAA（ComputerAidedAnalysis）--计算机辅助分析CAD（ComputerAidedDesign）--计算机辅助设计EDA（ElectronicDesignAutomation）--电子设计自动化电子电路设计的流程电子设计自动化（EDA）的特点提高效率，缩短设计周期。降低设计成本，提高产品质量。共享设计资源。SPICE简介目前国际上享有盛誉的模拟电路设计工具都是以SPICE为基础实现的，如MicroSim公司的PSpice，MetaSoftware公司的HSPICE，以及Analogy公司的Saber等。SPICE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)1988年SPICE被定为美国国家工业标准。主要用于模拟电路的电路分析和辅助设计由美国加州大学伯克莉（Berkeley）分校电工和计算机科学系分校开发。1972年首次推出。PSPICE程序简介PSpice软件分为工业版(ProductionVersion)和教学版(EvaluationVersion)。PSPICE是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。能进行模拟电路分析、数字电路分析和模拟数字混合电路分析。目前微机上广泛使用的PSPICE是由美国MicroSim公司开发并于1984年1月首次推出的。PSpice5.0及以前的版本都为DOS版，而PSpice5.1及以后的各种版本均为窗口版。现已成为微机级电路模拟标准软件。PSpice程序项组成PSpice8.0版是一个电路仿真分析设计的集成环境。主要包括Schematics（图形编辑程序）、PspiceA/D（仿真分析程序）、Probe（图形后处理程序）、StimulusEditor（信号源编辑程序）、Parts（元器件模型参数提取程序）、Optimizer（电路优化程序）等个软件包。Schematics是PSpice软件包的主程序项创建或编辑电路原理图。可以对元件进行修改和编辑。设置仿真分析方式和参数。运行仿真分析。仿真结束后，调用Probe程序显示图形（1）Schematics图形编辑程序PSpice程序项组成PSPICEA/D是PSPICE软件包中的分析程序完成对模拟或数字电路的仿真分析PSPICEA／D程序的输入文件是由电路编辑程序根据输入电路图自动生成以.CIR为后缀的文件，或由用户直接输入的电路描述文件PSPICEA／D程序的输出文件是.DAT为后缀的数据文件（供Probe使用）和.OUT为后缀的文本文件（可从Schematics中显示）（2）PSpiceA/D仿真分析程序PSpice程序项组成Probe程序是PSpice软件包中的图形后处理程序它可将PSpiceA/D程序仿真分析后的结果在屏幕或打印设备上以数据形式或以数据相关的图形形式显示出来Probe程序的输入文件是电路经PSpiceA/D程序分析计算后所生成的以.DAT为后缀的数据文件（3）Probe图形后处理程序PSpice程序项组成（4）StimulusEditor信号源编辑程序PSpice程序项组成编辑PSpice运行过程中瞬态分析需要的脉冲、分段线性、调幅正弦、调频和指数信号等信号波形。编辑逻辑模拟需要的时钟信号。编辑各种形状脉冲信号以及总线信号波形。（5）Parts元器件模型参数提取程序PSpice程序项组成将来自厂家的器件数据信息或用户自定义的器件数据转换为Pspice中所用的模型参数，并提供它们之间的关系曲线及相互作用，确定元件的精确度。（6）Optimizer电路优化程序PSpice程序项组成在电路的性能已经基本满足设计功能和指标的基础上，为了使得电路的某些性能更为理想，在一定的约束条件下，对电路的某些参数进行调整，直到电路的性能达到要求为止。PSpice主要分析功能和特点包括电路的静态工作点分析、直流小信号传递函数值分析、直流扫描分析与直流小信号灵敏度分析。分析结果以文本文件方式输出。直流小信号传递函数值是电路在直流小信号下的输出变量与输入变量的比值，输入电阻和输出电阻也作为直流解析的一部分被计算出来。进行此项分析时电路中不能有隔直电容。分析结果以文本方式输出。直流分析PSpice主要分析功能和特点直流扫描分析可作出各种直流转移特性曲线。输出变量可以是某节点电压或某节点电流，输入变量可以是独立电压源、独立电流源、温度、元器件模型参数和通用（Global）参数（在电路中用户可以自定义的参数）。直流小信号灵敏度分析是分析电路各元器件参数变化时，对电路特性的影响程度。灵敏度分析结果以归一化的灵敏度值和相对灵敏度形式给出，并以文本方式输出。直流分析（续）PSpice主要分析功能和特点交流小信号分析包括频率响应分析和噪声分析。根据用户所指定的频率范围内对电路进行仿真分析。频率响应分析能够分析传递函数的幅频响应和相频响应，亦即，可以得到电压增益、电流增益、互阻增益、互导增益、输入阻抗、输出阻抗的频率响应。分析结果均以曲线方式输出。PSpice用于噪声分析时，可计算出每个频率点上的输出噪声电平以及等效的输入噪声电平。PSpice主要分析功能和特点即时域分析，包括电路对不同信号的瞬态响应，时域波形经过快速傅里叶变换（FFT）后，可得到频谱图。通过瞬态分析，也可以得到数字电路时序波形。另外，PSPICE可以对电路的输出进行傅里叶分析，得到时域响应的傅里叶分量（直流分量、各次谐波分量、非线性谐波失真系数等）。这些结果以文本方式输出。瞬态分析PSpice主要分析功能和特点灵敏度分析是计算电路指定的输出变量对电路元件参数的小信号灵敏度值。灵敏度分析温度特性分析PSpice通常是在27℃情况下进行各种分析和仿真的，如果用户指定电路的工作温度，则可以进行不同温度下的电路特性分析。PSpice主要分析功能和特点蒙特卡罗分析是分析电路元器件参数在它们各自的容差（容许误差）范围内，以某种分布规律随机变化时电路特性的变化情况，这些特性包括直流、交流或瞬态特性。最坏情况分析与蒙特卡罗分析都属于统计分析，所不同的是，蒙特卡罗分析是在同一次仿真分析中，参数按指定的统计规律同时发生随机变化；而最坏情况分析则是在最后一次分析时，使各个参数同时按容差范围内各自的最大变化量改变，以得到最坏情况下的电路特性。蒙特卡罗（MonteCarlo）分析和最坏情况（WorstCase）分析